DESAIN DERMAGA

1. Umum

Dermaga adalah suatu bangunan pelabuhan yang digunakan untuk merapat dan

menambatkan kapal yang akan melakukan bongkar muat barang dan menaik-turunkan

penumpang yang merupakan suatu struktur yang dibuat di laut yang menghubungkan

bagian darat dan terdiri dari bangunan atas yang terbuat dari balok, pelat lantai dan tiang

pancang yang mendukung bangunan diatasnya. Konstruksi dermaga diperlukan untuk

menahan gaya-gaya akibat tumbukkan kapal dan beban selama bongkar muat. Dimensi

dermaga didasarkan pada jenis dan ukuran kapal yang akan merapat dan bertambat pada

dermaga tersebut. Dalam mempertimbangkan ukuran dermaga harus didasarkan pada

ukuran-ukuran minimal sehingga kapal dapat bertambat dan meninggalkan dermaga

maupun melakukan bongkar muat dengan aman, cepat dan lancar.

Dermaga dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu wharf atau quai dan jetty atau pier.

Wharf adalah dermaga yang pararel dengan pantai dan biasanya berimpit dengan

garis pantai. Wharf juga dapat berfungsi sebagai penahan tanah yang ada

dibelakangnya.

Jetty atau pier adalah dermaga yang menjorok ke laut. Berbeda dengan wharf

yang digunakan untuk merapat satu sisinya, jetty dapat digunakan pada satu sisi

atau dua sisinya, yang biasanya sejajar dengan pantai dan dihubungkan dengan

daratan oleh jembatan yang biasanya membentuk sudut tegak lurus dengan jetty,

sehingga jetty dapat berbentuk T, L atau Jari.

Gambar 1 Wharf dengan kostruksi tiang pancang

2. Perencanaan Dermaga

Pada perencanaan harus dipertimbangkan semua aspek yang mungkin akan

berpengaruh baik pada saat pelaksanaan konstruksi maupun pada saat pengoperasian

dermaga. Penggunaan peraturan dan persyaratan-persyaratan dimaksudkan untuk

memperoleh desain yang memenuhi syarat keamanan, fungsi dan biaya konstruksi.

Persyaratan dari desain dermaga pada umumnya mempertimbangkan lingkungan,

pelayanan konstruksi, sifat-sifat material dan persyaratan-persyaratan sosial. Elemen-

elemen yang dipertimbangkan dalam perencanaan dermaga antara lain:

Fungsi

Fungsi dermaga berkaitan dengan tujuan akhir penggunaan dermaga, apakah untuk

melayani penumpang, barang atau untuk keperluan khusus seperti untuk melayani

transportasi minyak dan gas alam cair.

Tingkat kepentingan

Pertimbangan tingkat kepentingan biasanya menyangkut adanya sumber daya yang

bernilai ekonomi tinggi yang memerlukan fasilitas pendistribusian atau menyangkut

sistem pertahanan nasional.

Umur (life time) Pada umumnya umur rencana (life time) ditentukan oleh fungsi,

sudut

pandang ekonomi dan sosial untuk itu maka harus dipilih material yang sesuai

sehingga konstruksi dapat berfungsi secara normal sampai umur yang direncanakan.

Terlebih lagi untuk konstruksi yang menggunakan desain kayu atau baja yang

cenderung untuk menurun kemampuan pelayanannya akibat adanya kembang susut

ataupun korosi, maka umur rencana harus ditetapkan guna menjamin keamanan

konstruksinya.

Kondisi lingkungan

Selain gelombang, gempa, kondisi topografi tanah yang berpengaruh langsung pada

desain, juga harus diperhatikan pengaruh adanya konstruksi terhadap kualitas air,

kehidupan hewan dan tumbuh-tumbuhan serta kondisi atmosfer sekitar.

Beban-beban yang bekerja

Material yang digunakan

Faktor keamanan

Faktor keamanan berlaku sebagai indeks yang mewakili keamanan desain suatu

struktur, bermanfaat untuk mengkompensasikan ketidakpastian dalam desain yang

biasanya terjadi akibat kurangnya ketelitian dan human error dalam desain dan

pelaksanaan konstruksi.

Periode konstruksi

Biaya konstruksi

Biaya perawatan

3. Pemilihan Tipe Dermaga

Dalam perencanaan dermaga pertimbangan-pertimbangan pokok yang diperlukan

pada pemilihan tipe dermaga secara umum adalah:

a. Tinjauan topografi daerah pantai

Tinjauan topografi daerah pantai yang akan dibangun dermaga sangat penting

dilakukan karena berkaitan dengan keamanan, efektifitas, kemudahan proses pengerjaan

dan faktor ekonomis. Misalnya pada perairan yang dangkal sehingga kedalaman yang

cukup agak jauh dari darat, penggunaan jetty akan lebih ekonomis karena tidak

diperlukan pengerukan yang besar. Sedang pada lokasi dimana kemiringan dasar cukup

curam, pembuatan pier dengan melakukan pemancangan tiang di perairan yang dalam

menjadi tidak praktis dan sangat mahal. Dalam hal ini pembuatan wharf bisa dipandang

lebih tepat. Jadi bisa disimpulkan kalau tinjauan topografi sangat mempengaruhi dalam

pemilihan alternatif tipe dermaga yang direncanakan.

b. Jenis kapal yang dilayani

Jenis kapal yang dilayani berkaitan dengan dimensi dermaga yang direncanakan.

Selain itu juga aktifitas yang mungkin harus dilakukan pada proses bongkar muat dan

peruntukan dermaga akan mempengaruhi pertimbangan pemilihan tipe dermaga.

Dermaga yang akan melayani kapal minyak (tanker) dan kapal barang curah mempunyai

konstruksi yang ringan dibanding dengan dermaga barang potongan (general cargo),

karena dermaga tersebut tidak memerlukan peralatan bongkar muat yang besar (crane),

jalan kereta api, gudang-gudang dan sebagainya. Untuk melayani kapal tersebut, biasanya

penggunaan pier dipandang lebih ekonomis. Untuk keperluan melayani kapal tanker atau

kapal barang curah yang sangat besar biasanya dibuat tambatan lepas pantai dan proses

bongkar muat dilakukan menggunakan kapal yang lebih kecil atau tongkang dan barang

akan dibongkar di dermaga tepi pantai yang berukuran relatif lebih kecil.

c. Daya dukung tanah

Kondisi tanah sangat menentukan dalam pemilihan tipe dermaga. Pada mumnya

tanah di dekat dataran memiliki daya dukung yang lebih besar daripada tanah di dasar

laut. Dasar laut umumnya terdiri dari endapan lumpur yang padat. Ditinjau dari daya

dukung tanah, pembuatan wharf akan lebih menguntungkan. Tapi apabila tanah dasar

berupa karang, pembuatan wharf akan mahal karena untuk mendapatkan kedalaman yang

cukup di depan wharf diperlukan pengerukan yang besar. Dalam hal ini pembuatan jetty

akan lebih ekonomis karena tidak diperlukan pengerukan dasar karang.

4. Perencanaan dimensi dermaga

4.1 Panjang Dermaga

Untuk menentukan panjang dermaga yang akan dibangun digunakan

persamaan sebagai berikut :

dimana :

Lp = panjang dermaga (m)

A = luas gudang (m2)

n = jumlah kapal yang bertambat

Loa = panjang kapal (m)

b = lebar gudang (m)

a = lebar apron (m)

e = lebar jalan (m)

d = panjang gudang (m)

Lp=n Loa +(n-1 ) 15,00+(2 × 25,00 )

d = Lp - 2e

b =3 A(d - 2e )

Gambar 2 Panjang Dermaga

4.2 Lebar Dermaga

Lebar dermaga direncanakan sesuai dengan kebutuhan dermaga. Perhitungan

lebar dermaga dilakukan dengan memperhitungkan jarak tepi, jarak kaki crane dan

kebutuhan manouver peralatan yang berada diatas dermaga.

4.3 Elevasi Dermaga

Tinggi lantai dermaga dihitung dalam keadaan air pasang.

Gambar 3 Elevasi lantai dermaga

Elevasi dermaga menurut buku Bambang Triatmodjo, Pelabuhan didapat dari

elevasi hasil perhitungan pasang surut (HHWL) ditambah tinggi gelombang yang terjadi

akibat angin/fetch di dalam kolam pelabuhan maksimum dalam pelabuhan 0,5m dan

tinggi jagaan (1 m).

4.4 Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Dermaga

4.4.1 Gaya Benturan Kapal

Pada waktu merapat ke dermaga, kapal masih mempunyai kecepatan sehingga

terjadi benturan antara dermaga dengan kapal. Dalam perencanaan, dianggap bahwa

benturan maksimum terjadi apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga

dengan sudut 10º terhadap sisi depan dermaga.

Besarnya energi benturan yang diberikan oleh kapal adalah sesuai dengan rumus

berikut :

E = WV2

2g×Cm×Ce×C s×Cc

Dimana :

E = energi kinetik yang timbul akibat benturan kapal (ton meter)

V = kecepatan kapal saat merapat (m/det)

W = displacement tonage (ton)

W = 1,3 *DWT k× L× B × D35

L = panjang kapal (ft)

B = lebar kapal (ft)

D = draft (ft)

α = sudut penambatan kapal terhadap garis luar dermaga (10º)

g = gaya gravitasi bumi = 9,81 m/det²

Cm = koefisien massa

Ce = koefisien eksentrisitas

Cs = koefisien kekerasan (diambil 1)

Cc = koefisien bentuk dari tambatan ( diambil 1)

Koefisien massa tergantung pada gerakan air di sekeliling kapal yang dapat dihitung

dengan persamaan sebagai berikut :

Cm= 1 + π2×Cb

dB

Cb= W

Lpp×B×d×γ 0

dimana :

Cb = koefisien blok kapal

d = draft kapal (m)

B = lebar kapal (m)

Lpp = panjang garis air (m)

γo = berat jenis air laut (t/m³)

Koefisien eksentrisitas adalah perbandingan antara energi sisa dan energi kinetik

kapal yang merapat, dan dapat dihitung dengan rumus :

Gambar 3 Jarak sandar kapal ke pusat berat kapal

Gambar 4 Grafik koefisien blok

Ce= 1

1+( l /r )2

dimana :

l = jarak sepanjang permukaan air dari pusat berat kapal sampai titik

sandar kapal (m)

Dermaga : l = ¼ Loa (m)

Dolphin : l = 1/6 Loa (m)

r = jari-jari putaran disekeliling pusat berat kapal pada permukaan air

(m)

4.4.2 Gaya akibat angin

Angin yang berhembus ke arah badan kapal yang ditambatkan akan

menyebabkan gerakan pada kapal yang bisa menimbulkan gaya terhadap dermaga.

Apabila arah angin menuju ke dermaga, maka gaya tersebut akan berupa benturan kepada

dermaga. Sedangkan apabila arah angin meninggalkan dermaga, maka gaya tersebut akan

mengakibatkan gaya tarikan kepada alat penambat.

Gaya akibat angin maksimum terjadi saat berhembus angin dari arah lebar:

Rumus 1 (Quinn, 1972):

Fw= Cw×γw×Aw×V w

2 g

dimana :

Fw = Gaya akibat angin arah tegak lurus kapal (Kgf )

γ w = Berat jenis udara = 1,225 Kg/m3

g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/dt2

Aw = Proyeksi bidang yang tertiup angin ( m2 )

Diambil sebesar 804 m2 untuk arah lebar kapal

Vw = Kecepatan angin di pelabuhan (m/dt )

Kecepatan angin rencana diambil 17 Knot=8.7448 m/dt

Cw = Koefisien angin = 1,1

4.5 Perencanaan Pembebanan Dermaga

Dermaga menerima beban yang bekerja pada struktur terdiri dari beban vertikal

dan beban horisontal.

4.5.1 Pembebanan Arah Vertikal

Beban mati/berat sendiri

Berat sendiri merupakan berat dari beban-beban mati yang secara permanen

dan konstan selama waktu hidup konstruksi yaitu beban pelat, balok memanjang

dan melintang, serta poer. Untuk beban pelat, pertama dihitung beban terbagi

ratanya pada setiap luasan pelat, kemudian dicari beban terbagi rata

ekuivalensinya yang akan diterima pada balok. Hal ini dilakukan untuk

memudahkan pelaksanaan analisa strukturnya. Pada balok, beban terbagi ratanya

tergantung dari beban yang direncanakan, dan begitu juga dengan poer. Dan

akhirnya semua beban tersebut dijadikan satu dalam berat sendiri. Untuk

sebagian besar beton bertulang, harga standar berat volume yang dipakai adalah

2.4 t/m

Beban hidup

Beban yang diakibatkan oleh beban hidup yang ada diatas dermaga,

dipengaruhi oleh beban orang, beban truk, beban hujan, beban conveyor dan

beban crane.

4.5.2 Pembebanan Arah Horizontal

Gaya fender

Gaya fender yang terjadi saat kapal sedang merapat berupa gaya pukul kapal

pada fender akibat kecepatan pada saat merapat, serta akibat pergoyangan kapal

oleh gelombang dan angin.

Tabel 1 Kecepatan kapal

Gaya benturan kapal yang bekerja secara horizontal dapat dihitung

berdasarkan energi benturan kapal terhadap dermaga. Hasil perhitungan energi

akibat benturan kapal kemudian dikalikan dengan dua untuk mendapatkan beban

impak abnormal. Kemudian beban impak abnormal dikalikan dengan faktor

reduksi produk fender yang ditentukan oleh supplier fender, dengan harga faktor

reduksi ± 10% dari beban impak abnormal.

Jarak fender diatur sedemikian rupa sehingga kontak langsung antara kapal

dan dinding dermaga dapat dihindari. Persamaan yang digunakan untuk

menentukan jarak maksimum antara fender adalah:

L= 2√r2−(r−h )2

dimana:

L = Jarak maksimum antar fender ( m )

r = Jari-jari kelengkungan sisi haluan kapal (m)

h = Tinggi fender

Gaya Boulder

Fungsi dari boulder adalah untuk penambat kapal agar tidak mengalami

pergerakan yang dapat mengganggu baik pada aktivitas bongkar muat maupun

lalu-lintas kapal yang lainnya. Boulder yang digunakan pada dermaga biasanya

menggunakan bahan dari baja cor karena lebih tahan cuaca dan cukup kuat untuk

menahan gaya-gaya yang bekerja, tinggi boulder tidak lebih dari 50 cm dengan

ujung tertutup dan lebih besar untuk mencegah terlepasnya tali kapal yang diikat

untuk jarak bolder dipakai.

Tabel 2 Gaya tarik bolder

Catatan :Nilai dalam kurung adalah untuk gaya pada tambatan yang

dipasang disekitar tengah kapal yangmempunyai tidak lebih dari

2 tali penambat

Tabel 3 Penempatan bitt

Beban gempa

Analisis pembebanan gempa yang digunakan adalah analisis dinamik yaitu

menggunakan respon spektrum yang dihitung secara tiga dimensi dengan

menggunakan program SAP 2000 versi 9.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya beban gempa antara lain:

a. Faktor keutamaan struktur (I)

b. Faktor reduksi gempa (R)

c. Faktor respon gempa (C) yang ditentukan berdasarkan zona gempa dan

jenis tanah.

d. Beban vertikal struktur atau massa dari beban sendiri dan beban dari luar.

o Faktor Keutamaan Struktur (I)

Faktor keutamaan struktur (I) digunakan untuk memperbesar beban

gempa rencana, agar sistem struktur mampu untuk memikul beban

gempa dengan periode ulang yang lebih panjang. Faktor I adalah suatu

koefisien yang diadakan untuk memperpanjang waktu ulang dari

kerusakan bangunan yang lebih penting, untuk mengamankan

penanaman modal.

Bangunan dermaga adalah bangunan penting yang harus tetap

berfungsi setelah terjadi gempa, jadi faktor keutamaan struktur bangunan

dermaga yaitu 1,4.

o Faktor Reduksi Beban Gempa (R)

Sistem struktur dermaga ini pada dasarnya memiliki rangka ruang

pemikul beban gravitasi secara lengkap, dimana beban lateral dipikul

rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. Biasanya

untuk sistem rangka pemikul momen biasa dari beton bertulang harga

Faktor Daktilitas Maksimum μm = 2,1 dan Faktor Reduksi Gempa

Maksimum Rm = 3,5.

o Faktor Spektrum Respon Gempa (C)

Koefisien spektrum respon gempa (C) digunakan untuk menjamin

agar struktur bangunan mampu untuk memikul beban gempa yang dapat

menyebabkan kerusakan pada sistem struktur. Besarnya faktor respon

gempa didapat dari diagram spektrum respon gempa. Pemilihan dan

penggunaan diagram spektrum respon gempa didasarkan pada zona

gempa dan jenis tanah.

o Penentuan Zona Gempa

Faktor wilayah kegempaan (Z) dimaksudkan untuk

memperhitungkan pengaruh dari beban gempa pada suatu wilayah

tertentu.

o Penentuan Jenis Tanah

Gelombang gempa merambat melalui batuan dasar dibawah

permukaan tanah dari kedalaman batuan dasar ini celombang gempa

merambat ke permukaan tanah sambil mengalami pembesaran atau

amplifikasi bergantung pada jenis lapisan tanah yang berada di atas

batuan dasar tersebut. Ada tiga kriteria yang dipakai untuk

mendefinisikan batuan dasar yaltu:

a. Standard penetrasi test (N)

b. Kecepatan rambat gelombang geser (Vs)

c. Kekuatan geser tanah (Su)

Definisi dari jenis-jenis tanah tersebut ditentukan atas tiga (3)

kriteria, yaitu Vs, N dan kekuatan geser tanah (Su). Untuk menetapkan

jenis tanah minimal tersedia 2 dari 3 kriteria, dimana kriteria yang

menghasilkan jenis tanah yang lebih lunak adalah yang menentukan.

Tabel 4 Jenis tanah berdasarkan SNI gempa 2002

4.6 Perencanaan Pelat Precast

4.6.1 Perhitungan momen pada pelat

Asumsi perhitungan-perhitungan yang dipakai adalah perletakan jepit elastis,

dimana pelat dan balok merupakan satu kesatuan yang monolit dengan balok yang

didesain berdasarkan teori elastis sehingga tidak terlalu kaku.

Perhitungan momen akibat beban terbagi rata :

Mlx= Mtx =+0 .001 . q . lx2 . x

Mly= Mty =+0 .001 . q . lx2 . x

dimana :

Mlx, Mly = momen lentur plat per satuan panjang di lapangan arah

bentang lx, ly (tm).

Mtx, Mty = momen lentur plat per satuan panjang di tumpuan arah bentang

lx, ly (tm).

q = beban total terbagi rata pada plat (t/m1).

lx = ukuran bentang terkecil plat, bentang yang memikul plat

dalam satu arah. (m).

x = koefisien

4.6.2 Distribusi beban plat pada balok

Gambar 5 Distribusi Beban Plat pada Balok

Beban pelat q ( t/m2 , kg/m2)

P=12

qlx ( t/m2 , kg/m2)

a. Beban Segitiga

Gambar 6 Beban segitiga

W =(1/ 2 q×Lx )

M MaxSegitiga=wxLx2

32=

q . Lx3

64

M MaxBeban Merata=qeq×Lx2 /24

M MaxBeban Merata=M Max Segitiga

qeq×Lx2 /24=qx . L

x3

64

qek=3/8 (q×Lx )

RA=RB=(qek×L y ) /2

b. Beban Trapesium

Gambar 7 Beban trapesium

W =(1/ 2 q×Lx )

M MaxTrapesium=w ( L3−2a3 L+a3 )12 L

M MaxTrapesium=0 . 5 xq .Lx ( Ly3−2 (0,5 Lx )2 Ly+(0,5 Lx )3)12 Ly

M MaxBeban Merata=qeq×Lx2 /24

M MaxBeban Merata=M Max Trapesium

qeq×Lx2 /24=0 .5xq .Lx ( Ly3−2 (0,5 Lx )2 Ly+(0,5 Lx )3)12 Ly

qek=q . Lx ( Ly 3−0,5 Lx 2 Ly+( Lx 3/8 ))

Ly 3

RA=RB=(qek×L y ) /2

4.6.3 Penulangan Pelat

Langkah-langkah perencanaan penulangan plat adalah sebagai berikut :

1. Menentukan syarat-syarat batas, tumpuan dan panjang bentang.

LyLx

≤3

, Temasuk pelat dua arah (two way slab)

2. Menentukan tebal plat.

Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03 bab 3.2.5 hal 18,maka tebal plat

ditentukan berdasarkan ketentuan sebagai berikut :